摘要: 5-羟色胺-N-乙酰基转移酶（serotonin N-acetyltransferase,SNAT）和咖啡酸-O-甲基转移酶（caffeic acid O-methyltransferase,COMT）是植物褪黑素合成途径的关键酶，对褪黑素的生物合成有重要的调控作用.以刺葡萄愈伤组织为材料，分别克隆获得了VdSNAT2和VdCOMT3，对其生物信息学及启动子顺式作用元件进行预测，结合实时荧光定量PCR技术，分析不同光质处理下刺葡萄愈伤组织中褪黑素含量与VdSNAT2和VdCOMT3基因表达的相关性.结果表明，VdSNAT2和VdCOMT3基因ORF分别为549 bp和1 158 bp，分别编码182和385个氨基酸，其编码蛋白前者为亲水蛋白，后者为疏水蛋白，亚细胞均定位于叶绿体；蛋白保守基序和进化树分析表明，刺葡萄VdSNAT2和VdCOMT3蛋白与葡萄的SNAT2和COMT3具有相同的保守基序，且两者进化相似、亲缘关系近.启动子顺式作用元件预测发现，VdSNAT2和VdCOMT3启动子序列中均有大量光响应等多种生物/非生物响应元件.qRT-PCR分析表明，光质显著影响VdSNAT2和VdCOMT3基因的表达，其中红光对刺葡萄愈伤组织中VdSNAT2和VdCOMT3基因表达的促进作用最为显著，与褪黑素含量具有正相关性，同时VdSNAT2和VdCOMT3基因对褪黑素的生物合成调控具有协同作用.本研究表明光质可以影响VdSNAT2和VdCOMT3基因的表达，从而定向调控刺葡萄愈伤组织褪黑素的生物合成.（图9表1参41）

摘要: 东平湖是南水北调东线工程的调蓄湖库和山东省西水东输的重要水源地，其优势沉水植物菹草（Potamogeton crispus Linn）对水体生态系统具有重要影响.为揭示菹草腐烂分解过程及营养元素（C、N和P）、重金属（Hg、As、Cd、Cu、Cr和Zn）含量的动态变化，采用分解网袋法开展了为期170 d的现场分解试验，并采用元素积累指数（accumulation index,AI）分析其动态释放或积累并评估其环境效应.结果表明，菹草腐烂分解过程中干物质残留率（dry mass residue rate,DRR）符合二次指数模型W_t/W₀=0.474e^-0.081t+0.526e^-0.001t（R²=0.889）,0-32 d为其快速分解阶段.分解残留物中C含量在0-32 d略有增加后下降，N含量在0-4 d略有降低后显著升高，P含量在0-4 d显著下降，随后呈缓慢增加趋势，各重金属元素含量均有显著增加.菹草腐烂分解过程中C、N和P均表现为释放，各重金属除Zn外则主要表现为富集.C、N和P的积累指数与残留率呈显著正相关（P<0.01），而各重金属元素的积累指数与残留率无显著相关关系（P>0.05），吸附作用和微生物活动可能是残留物富集重金属的主要原因.综上所述，东平湖菹草腐烂分解将增加水体富营养化和重金属内源性污染的风险.（图4表3参27）

摘要: 为进一步认识湖南省德夯峡谷自然景观特征，探索峡谷景观分类方法，为峡谷景观生态学研究打下基础，选取地质地貌、土壤和植被等能体现峡谷景观特征的14个因子作为分类指标，采用系统聚类方法划分其景观类型，并测定各景观组土壤理化性质.结果表明：（1）德夯峡谷自然景观可分为1个景观类、4个景观组和13个景观型，各景观外貌特征明显；（2）各景观组土壤理化性质存在差异，崖顶景观组土壤pH值（6.65）、速效氮（0.26 g/kg）、速效钾（0.03g/kg）、Ca(0.93g/kg)、Mn(0.09g/kg)含量显著低于其他景观组（P<0.05），崖壁景观组（不含干旱岩壁）含水量（37.22%）、有机质（86.02 g/kg）、全氮（9.88 g/kg）和速效氮（0.92 g/kg）含量显著高于其他景观组（P <0.05）;(3)在演化模式上，德夯峡谷符合自上而下的常态型峡谷演化模式，各景观类型之间也存在一定演化关系，并在特定条件下可以相互转化.本研究表明系统聚类所得的德夯峡谷景观分类体系体现了峡谷景观生态系统的空间形态、空间异质组合、发生过程和生态功能，分类结果科学可靠，可作为小微尺度景观及峡谷等特殊地貌景观分类的参考.此外，峡谷内各景观外貌特征、物种组成、土壤理化性质等差异明显，峡谷景观生态学研究需从景观型尺度展开.（图3表4参33）

摘要: 环境污染和资源短缺是人类当下面临的重大难题.为了实现经济效益和环境友好策略、开发清洁可再生的化学品，推动绿色生态理念下可持续的能源供应显得尤为重要.微生物碳链延长（CE）技术以微生物作为接种物生产中链脂肪酸（MCFAs），是一种新兴转化技术.首先综述微生物CE技术的原理和过程，着重介绍电子供体氧化过程、逆β氧化（RBO）及脂肪酸生物合成（FAB）途径.进一步分析影响CE反应的关键因素，包括电子供体和受体、pH值、温度、接种物来源、反应器设计以及运行参数（SRT/HRT）.最后详细总结CE性能强化技术的最新研究进展.以微生物作为CE的接种物，能够生成具有高附加值的MCFAs，且在导体材料、特异性药剂和加电的性能强化以及数学模型、多组学分析等技术的加持下，MCFAs的产率明显提高.CE技术在资源化领域已展现出巨大潜力，未来需要针对性地研究微生物群落结构及其功能与环境间的相互作用关系，着力开发新的分离提纯技术和工程策略，同时寻找具有可持续性的低廉原料作为电子供体，以实现降低成本的同时提高MCFAs的产率和特异性.微生物转化生产MCFAs能够补充碳源，减缓全球气候变暖，为资源化处理提供新的指导思路.（图3表2参106）

摘要: 为了解微生物—黑麦草联合修复放射性污染土壤的效果并揭示机理，采用盆栽试验，研究土壤中枯草芽孢杆菌、黑曲霉、高山被孢霉添加量（0、5、10、20、40 mL，菌浓度分别为0、2×10⁵、4×10⁵、8×10⁵、1.6×10⁶ CFU/g）对黑麦草生长特性，黑麦草富集、转移铀、钍能力，根际土理化性质及铀、钍形态，铀、钍在黑麦草体内的分布情况等的影响.结果显示，添加少量枯草芽孢杆菌（5 mL）显著促进黑麦草生长，明显增强黑麦草对铀、钍的富集、转移能力，显著提升土壤中可交换态铀、钍的占比.傅里叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）结果表明，添加少量枯草芽孢杆菌（5 mL）能促进植物中氨基、羧基、甲基的合成以及植物体内羧基与铀、钍等金属离子结合，进而促进植物生长以及对铀、钍的吸收富集作用，这与黑麦草生长及对铀、钍的吸收、转移规律一致.透射电镜（TEM）和能谱仪（EDS）结果表明，添加少量枯草芽孢杆菌（5 mL）和一定量的黑曲霉（10 mL）时能观测到铀、钍元素且分布均匀.综上，在土壤中添加浓度为2×10⁵ CFU/g的枯草芽孢杆菌，大幅提升了黑麦草对铀、钍核素的富集能力，显著增强了土壤修复效果；本研究不添加除菌株外的其他试剂，为放射性污染土壤修复提供了一种绿色低碳、成本低廉、易于大面积推广的可靠技术.（图8表1参44）

摘要: 再生水（RW）是缓解全球水资源供需矛盾的可持续替代水源.为探究城市绿地土壤微生物响应再生水浇灌的群落演变特征，基于Illumina MiSeq高通量测序技术，分析自来水、再生水及污水浇灌对城市绿地土壤细菌和真菌群落多样性和组成的影响.结果显示，3种浇灌土壤中的优势细菌（相对丰度大于5%）均为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidota）和酸杆菌门（Acidobacteriota），优势真菌均为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）.方差分析表明，再生水浇灌未引起土壤细菌和真菌群落α多样性及整体群落结构的显著变化，但其促进了放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和担子菌门的增长（相对丰度分别提高6.58%、5.85%、3.95%和21.70%），抑制了厚壁菌门、拟杆菌门和子囊菌门的增长（相对丰度分别降低12.38%、3.24%和3.86%），这可能与土壤pH值、可溶性有机碳及铵态氮含量的变化有关.差异zOTU(zero-radius operational taxonomic unit)聚类分析表明，再生水浇灌引起的土壤细菌和真菌群落组成变化与污水浇灌更相似.本研究表明与自来水浇灌相比，再生水浇灌对土壤微生物群落组成的影响更接近污水浇灌，在利用再生水进行城市绿地浇灌时应严格控制其水质，减少其潜在积累效应.（图6表4参31）

摘要: 氮素是森林生产力的重要限制因子.气候变暖会改变森林生态系统氮循环过程，进而影响森林生态系统生产力.然而，目前关于森林土壤氮循环如何响应气候变暖的认识仍存在不足，尤其缺乏来自亚热带森林生态系统的证据.为此，依托亚热带杉木林野外增温试验平台，原位监测杉木幼林和成熟林0-20 cm土层土壤净氮矿化速率、净硝化速率、土壤氧化亚氮（N2O）排放速率以及无机氮淋溶量，探究增温对亚热带杉木林土壤氮转化过程的影响.结果表明：林分类型未显著影响土壤原位土壤N₂O排放速率和铵态氮淋溶量，但杉木成熟林的土壤净氮矿化速率、净硝化速率显著高于杉木幼林的.与对照相比，增温4℃未显著改变原位土壤净氮矿化速率和净硝化速率，也未显著影响原位土壤N₂O排放速率.同时，增温使幼林土壤硝态氮淋溶量显著降低了38.7%，但未显著影响杉木幼林和成熟林土壤铵态氮淋溶量以及成熟林土壤硝态氮淋溶量.总的来说，增温处理未改变原位土壤净氮转化速率、N₂O排放速率以及杉木成熟林无机氮淋溶量，说明土壤增温并未增加亚热带森林土壤无机氮净输入量和土壤氮损失量.这一研究促进了我们对气候变暖条件下亚热带森林土壤氮循环的理解.（图3表3参35）

摘要: 类受体蛋白RLP(receptor-like protein)属于植物细胞表面受体.大量RLP被证明参与了植物的非生物胁迫耐受和生物胁迫的防御应答反应.基于基因组和转录组数据，利用生物信息学方法对藜麦RLP基因进行全基因组范围的挖掘、序列特征阐述、进化动力解析、不同组织器官和多个非生物逆境胁迫下表达模式分析和编码蛋白互作网络构建.在藜麦基因组中鉴定得到106个RLP基因；其中40个RLP基因涉及串联倍增事件.系统进化树中RLP基因聚成4个大组；RLP基因编码蛋白序列的保守结构域组成具有明显的组别特异性.串联倍增与全基因组倍增被证明是藜麦RLP基因数目扩张的主要动力.转录组数据表明12个RLP基因在藜麦花簇、叶片和茎中呈现出组织特异性的表达模式.干旱、高温、盐、低磷胁迫下，CqRLP003、CqRLP010、CqRLP12、CqRLP052和CqRLP061的表达水平在多个胁迫条件下显著地降低.胁迫转录组中差异表达基因编码蛋白的互作网络显示CqRLP001、CqRLP070、CqRLP082和AUR62007584是网络中重要的调控因子.本研究结果表明藜麦RLP基因家族成员进化特征差异明显，且广泛参与了调控藜麦的多种非生物胁迫耐受能力.（图12参36）

摘要: 粪臭素是一种具有强烈粪臭味的氮杂环芳烃污染物，广泛存在于动物肠道、粪便、垃圾填埋场和海洋等环境介质中，较为稳定且难以降解.以Burkholderia sp. IDO3为研究对象，系统研究菌株在粪臭素压力下的生理生化响应，并利用RT-qPCR和异源表达技术探究下游降解功能基因.结果显示，粪臭素对Burkholderia sp. IDO3最小抑制浓度为1.5mmol/L；粪臭素促进菌膜形成和提高菌株表面疏水性，且呈剂量依赖性.氧化应激实验表明粪臭素提高Burkholderia sp. IDO3的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性，抑制菌株脂质过氧化（丙二醛）以及还原型谷胱甘肽含量.结合前期组学分析推测邻苯二酚1,2-双加氧酶基因（DCN14＿04105）可能为下游代谢关键基因，RT-qPCR实验表明该基因在粪臭素压力下上调3.70倍.将该基因在大肠杆菌中表达并获得纯酶，结果表明该酶最适pH为8.5，最适温度为30℃，Zn2+、Co2+、Cd2+、Se4+、Sn2+、Ca2+对其具有抑制作用，Km值为25.98μmol/L,kcat值为10.70 s-1.本研究表明粪臭素影响了Burkholderia sp. IDO3菌株的生理生化性能，菌株代谢粪臭素中心代谢途径为邻苯二酚1,2-双加氧酶途径.该结果可为粪臭素的高效降解提供新的微生物资源，也为粪臭素的功能研究提供参考.（图7表1参30）

摘要: 记述中国三节叶蜂科2新种：黄股刺背三节叶蜂Spinarge xanthofemorata Wei sp. nov.和黑缘拱鞘三节叶蜂Pseudosinarge nigrocosta Wei sp. nov.。拱鞘三节叶蜂属Pseudosinarge为中国新记录，仅分布于中国南部和印度北部。